DE2952078C2 - Device for backlash-free curve control - Google Patents
Device for backlash-free curve controlInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur spielfreien Kurvensteuerung. Derartig1: Einrichtungen werden beispielsweise beim Bau von pltotog"aphischen Objektiven benötigt, um ein oder mehrere Linsenglieder beim Zoomen oder zur Entfernungseinstellung gegenüber dem Objektivtubus zu verschieben. Es ist üblich, einen der gegeneinander zu verschiebenden Teile mit einer Führungskurve und den anderen mit einem Nocken zu versehen, der an der Führungskurve entlang gleitet. Zur Erzielung von Spielfreiheit zwischen den Teilen bieten sich nach dem Stand der Technik folgende Möglichkeiten an:The invention relates to a device for backlash-free curve control. Such 1 : devices are required, for example, in the construction of pltotog "aphic lenses" to move one or more lens elements with respect to the lens barrel when zooming or for distance adjustment To achieve freedom from play between the parts, the following options are available according to the state of the art:
Die Steuerkurve ist als Nut mit parallelen Flächen ausgeführt und der in die Nut eingepreßte Nocken trägt eine elastische Manschette. Nachteilig ist jedoch, daß sich der Nocken unter Reibung in der Nut bewegt, was sich in einer unerwünschten Schwergängigkeit der Vorrichtung auswirkt Die meist aus Kunststoff gefertigten Manschetten unterliegen bei starker Beanspruchung einem nicht unerheblichen Verschleiß, der sich negativ auf die bei optischen Geräten geforderte hohe Einstellgenauigkeit auswirkt.The control cam is designed as a groove with parallel surfaces and carries the cam pressed into the groove an elastic cuff. However, it is disadvantageous that the cam moves under friction in the groove, which in an undesirable sluggishness of the The device has an effect The sleeves, which are mostly made of plastic, are subject to considerable wear and tear when subjected to heavy use, the has a negative effect on the high setting accuracy required for optical devices.
Es besteht die Möglichkeit, den Nocken als Rolle auszubilden und ihn durch eine zwischen den gegeneinander beweglichen Teilen wirkende Feder spielfrei an die Führungskurve anzulegen. Versteilvorrichtungen, die auf diese Weise spielfrei gemacht sind, lassen sich sehr leichtgängig betätigen. Bei steilen Kurven tritt jedoch der unerwünschte Effekt auf, daß der NockenThere is the possibility of designing the cam as a roller and applying it without play through a spring acting between the mutually movable parts to create the guide curve. Adjusting devices that are made free of play in this way can be operate very easily. In the case of steep curves, however, the undesirable effect occurs that the cam beim Nachlassen der Einstellkraft wegen der stark verminderten Reibung durch die gespannte Feder selbsttätig bewegt werden kann. Um das zu verhindern muß die Reibung der zu verstellenden Teile immer größer sein als die in Richtung der Führungskurve wirkende Federkraft.when the adjustment force is reduced due to the greatly reduced friction caused by the tensioned spring can be moved automatically. To prevent this, the friction of the parts to be adjusted must always be greater than the spring force acting in the direction of the guide curve.
Aus der DEPS 23 46 398 ist es bekannt, bei der Verstellung zweier Linsensysteme in einander entgegengesetzte Richtungen die entsprechenden Nocken durch zwei Federn so an ihre Führungsnut anzulegen, ι daß bei der Bewegung der Nocken jeweils eine Feder gespannt und die andere Feder um den gleichen Betrag entspannt wird Dadurch werden rücktreibende Kräfte vermieden, und bei der Verstellung sind lediglich geringe Reibungskräfte zu überwinden. Die beschriebein ne Einrichtung ist jedoch nur dann einsetzbas. wenn zwei Teile gegeneinander zu verschieben sind, wobei die beiden Bewegungsabläufe zueinander in einer festen, proportionalen Beziehung stehen müssen. Da zwei Nuten und zwei aufeinander abgestimmte FedernFrom DEPS 23 46 398 it is known to use the corresponding cams when adjusting two lens systems in opposite directions to apply by two springs to their guide groove, ι that when the cams move, one spring each time tensioned and the other spring is relaxed by the same amount. This creates restoring forces avoided, and only small frictional forces have to be overcome during the adjustment. However, the described facility can only be used. if two parts are to be moved against each other, whereby the two movement sequences to each other in a fixed, must have a proportional relationship. There are two grooves and two coordinated springs
i=. benötigt werden ist sie darüber hinaus auch aufwendig in der Herstellung.i = . If required, it is also expensive to manufacture.
Die GB-PS 6 05 276 beschreibt eine Einrichtung zur Führung von Schiebedächern, die aus zwei parallelen geraden Schienen besteht, zwischen denen zwei amGB-PS 6 05 276 describes a device for guiding sunroofs, which consist of two parallel straight rails, between which two am geführten Teil befestigte Rollen laufen. Eine Rolle ist in veränderlichem Abstand beweglich gegenüber der anderen angeordnet und wird durch Federkraft an eine der Schienen angelegt, wodurch Spielfreiheit zwischen den Rollen und der Führung erzielt wird Dieseguided part fixed rollers run. One role is in variable distance movable relative to the other and is by spring force to a created the rails, whereby freedom of play between the rollers and the guide is achieved Einrichtung setzt die Verwendung geradliniger Führungen voraus. In der beschriebenen Anordnung der Rollen sind diese darüber hinaus nicht in der Lage, gekrümmten Führungen leichtgän^gjg zu folgen. Die CH-PS 2 70 92t beschreibt einen waagerechtFacility assumes the use of straight guides. In the described arrangement of the roles In addition, they are not able to easily follow curved guides. The CH-PS 2 70 92t describes a horizontal
jo verschiebbaren Maschinentisch, der auf seinen Führungen von zwei übereinanderliegenden Reihen von Rollen getragen wird diren Achsen jeweils alternierend miteinander verbunden sind Eine auf die in Form einer mehrfachen Z-Faltung angeordneten Achsverbinderjo movable machine table, which on its guides of two superimposed rows of rollers is carried diren axes are alternately connected to each other one on the in the form of a multiple Z-fold arranged axle connector einwirkende Feder spannt die Rollen gegeneinanderacting spring tensions the rollers against each other vor. Auch diese Einrichtung dient lediglich derbefore. This facility is only used for
nicht zur Kurvensteuerung verwendet werden.cannot be used for curve control.
aufwendige und universell einsetzbare Einrichtung zur spielfreien Kurvensteuerung zu schärfen, mit der das zu steuernde Teil leichtgängig verschoben werden kann, ohne daß bei steilen Kurven rücktreibende Kräfte auftreten.to sharpen complex and universally applicable device for backlash-free curve control, with which to controlling part can be moved smoothly without restoring forces in steep curves appear.
Ausgehend von einer Einrichtung nach dem Oberbegriff wird diese Aufgabe gemäß dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs dadurch gelöst, daß die Form einer der insgesamt nichtlinearen Führungskurven abweichend von der Form der anderen Kurve soStarting from a facility according to the preamble, this task is carried out according to the characteristic Part of the main claim achieved in that the shape of one of the overall non-linear guide curves different from the shape of the other curve like this
$o gewählt ist, daß die den zweiten Hilfsnocken beaufschlagende Feder über den gesamten Bereich der Führungskurven unter gleichbleibender Spannung steht.$ o is selected so that the spring acting on the second auxiliary cam is under constant tension over the entire range of the guide curves.
Eine derart aufgebaute Einrichtung besitzt also lediglich eine Feder, die die beiden Nocken an dieA device constructed in this way has only one spring that attaches the two cams to the zugehörenden Führungskurven anlegt. Da die Feder im gesamten Steuerbereich unter gleichbleibender Spannung steht, trägt sie nicht zur Verstellkraft bei, die lediglich in Form von Reibung auftritt. Die Verstellkraft ist also unabhängig von der Form der Führungskurvecreates associated guide curves. Since the spring is under constant tension in the entire control area, it does not contribute to the adjustment force occurs only in the form of friction. The adjustment force is therefore independent of the shape of the guide curve stets gleich groß. Ein selbsttätiges Zurückschnellen des gesteuerten Teils kann nicht auftreten. Da die beiden Führungskurven durch die gegenüber·always the same size. An automatic rebound of the controlled part cannot occur. Since the two guide curves through the opposite
liegenden Flächen einer Nut gebildet werden, in die das aus dem eigentlichen Steuernocken und dem Hilfsnok-M ken gebildete Steuerteil eingreift, besitzen die Flächen der Nut an sich keinen festen, gleichbleibenden Abstand voneinander; die die zweite Führungskurve bildende Fläche der Nut ist daher so auszubilden, daß abhängiglying surfaces of a groove are formed into which the control part formed from the actual control cam and the auxiliary cam M ken engages, have the surfaces the groove itself does not have a fixed, constant distance from one another; which forms the second guide curve The area of the groove must therefore be designed so that it depends
yon der Form der ersten, eigentlichen Steuerkurve für las Führungsteil stets die Bedingung gleichbleibender Vorspannung der die beiden Nocken des Steuerteils spreizenden Feder erfüllt ist.of the shape of the first, actual control curve for read the guide part always the condition of constant pretensioning of the two cams of the control part spreading spring is met.
Vorteilhaft ist es, die beiden Nocken in einem festen Abstand um die Achse des eigentlichen Steuernockens drehbar anzuordnen. Ein solches Steuerteil wird unter Torsion in eine Nut eingesetzt, die enger als der Abstand der einander gegenüberliegenden Seiten der Nocken ist und deren zweite Führungsfläche so gestaltet ist, daß der Anstellwinkel des in die Nut eingesetzten Steuerteils und damit die Spannung der Torsionsfeder in jeder Stellung des Steuerteils gleichbleibtIt is advantageous to have the two cams at a fixed distance around the axis of the actual control cam to be arranged rotatable. Such a control part is inserted under torsion into a groove that is narrower than the distance is the opposite sides of the cam and the second guide surface is designed so that the angle of attack of the control part inserted into the groove and thus the tension of the torsion spring in each Position of the control part remains the same
Die Nocken können mit Kugellagern versehen sein, um durch den Übergang von Gleitreibung auf Rollreibung eine möglichst leichtgsngige Bewegung des Steuerteils zu erreichen.The cams can be provided with ball bearings to through the transition from sliding friction on Rolling friction as smooth as possible a movement of the To reach the control part.
Besonders vorteilhaft ist die Anwendung der Einrichtung in einer Fassung für ein photographisches Objektiv, wenn die Führungskurven als Nut im Objektivtubus angeordnet sind und das Steuerteil mit der Fassung einer verstellbaren Linsengruppe gekoppelt ist.The use of the device in a mount for a photographic one is particularly advantageous Lens, if the guide curves are arranged as a groove in the lens barrel and the control unit with it is coupled to the frame of an adjustable lens group.
An Hand der F i g. 1 und 2 der Zeichnung wird der Erfindungsgedanke näher erläutert.On the basis of FIG. 1 and 2 of the drawing, the concept of the invention is explained in more detail.
F i g. I zeigt eine Prinzipskizze eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung,F i g. I shows a schematic diagram of an exemplary embodiment of the present invention,
F i g. 2 stellt einen detaillierten Schnitt längs der Linie II/lIinFig.ldar.F i g. 2 shows a detailed section along the line II / II in FIG. 1.
Mit 1 ist eine Nut bezeichnet, die in den drehbaren Teil 2 z. B. eines Objektivtubus eingefräst ist. Die Räche Fder Nut 1 ist als Führungsfläche für den Steuernocken 3 ausgebildet, der mit dem durch die Drehung des Teils 2 verstellbaren Linsenglied 6 verbunden ist Eine Stange 7 dient der Geradführung des in X-Richtung verstellbaren Gliedes 6.1 with a groove is referred to, which in the rotatable part 2 z. B. a lens barrel is milled. The revenge The groove 1 is designed as a guide surface for the control cam 3, which is connected to the one caused by the rotation of the part 2 adjustable lens member 6 is connected. A rod 7 is used to guide the adjustable in the X direction Link 6.
Um die den Steuernocken 3 mit dem Linsenglied 6 verbindenden Zapfen 9 ist ein radial abstehender Arm 8 drehbar gelagert, der einen zweiten Hilfsnocken 4 trägt.A radially protruding arm 8 is located around the pin 9 connecting the control cam 3 to the lens element 6 rotatably mounted which carries a second auxiliary cam 4.
Dieser Hilfsnocken 4 liegt an der Hilfskurve /Vder Nut 1 an. Beide Nocken 3 und 4 sind kugelgelagen, um die Reibung zwischen den Nocken und der Nut möglichst gering zu halten.This auxiliary cam 4 lies on the auxiliary curve / V of the groove 1 at. Both cams 3 and 4 are ball bearings to minimize the friction between the cams and the groove to keep it low.
ϊ Eine Feder 5, die mit einem Ende am verstellbaren Glied 6 befestigt ist und deren zweites Ende am drehbaren Arm 8 angreift, sorgt dafür, daß die Rollen 13 und 14 des aus den Nocken 3 und 4 gebildeten, in die Nut 1 unter Spannung eingesetzten Steuerteils 10 an denϊ A spring 5 that is adjustable with one end on Link 6 is attached and the second end of which engages the rotatable arm 8, ensures that the rollers 13 and 14 of the control part 10 formed from the cams 3 and 4 and inserted into the groove 1 under tension to the
id Kurven fund /-/anliegen.id curves fund / - / apply.
Die eigentliche Führungskurve F ist in ihrer Formgebung auf den gewünschten funktionalen Zusammenhang zwischen der Drehbewegung des Tubus 2 und der Längsbewegung des Linsengliedes 6 abgestimmt.The shape of the actual guide curve F is matched to the desired functional relationship between the rotary movement of the tube 2 and the longitudinal movement of the lens element 6.
ti Von dieser Kurve Fausgehend ist die Hilfskurve H so gestaltet, daß der Anstellwinkel λ des Arms 8 gegenüber der Verschieberichtung X des Linsengliedes 6 in jeder Stellung des Steuerteils 10 innerhalb der Nut 1 gleich ist Damit ist ein Spannen bzw. Entspannen der Feder 5 bei der Bewegung des Steuerteils 10 in der Nut 1 vermieden, und es können auch bei größter Steigung keine unerwünschten Eigenbewegungen Jss Steuerteils 1 auftreten, obwohl die Reibung zwischen der Nut 1 und den Nocken 3 und 4 wegen der Kugellager sehr gering istStarting from this curve F , the auxiliary curve H is designed so that the angle of incidence λ of the arm 8 with respect to the displacement direction X of the lens element 6 is the same in every position of the control part 10 within the groove 1 the movement of the control part 10 in the groove 1 is avoided, and no undesired intrinsic movements of the control part 1 can occur even with the greatest incline, although the friction between the groove 1 and the cams 3 and 4 is very low because of the ball bearings
Es ist klar, daß die Einrichtung nicht auf Nutenführungen beschränkt ist Das beschriebene Steuerteil 10 kann beispielsweise auch um einen Steg gelegt sein, dessen beide Flächen jeweils die Funktion der Führungs- bzw.It is clear that the device does not rely on groove guides The control part 10 described can, for example, also be placed around a web, the both surfaces each have the function of leadership resp.
JO Hilfskurven besitzen. Auch muß keine Torsion zwischen den beiden Nocken 3 und 4 bestehen; diese können vielmehr entlang ihrer Verbindungslinie gegen die Kraft einer Feder verschieblich z. B. in eine entsprechende Nut eingelegt sein. Die Hilfskurve dieser Nut ist dann so auszubilden, daß der Abstand zwischen den beiden Nocken und damit wieder die Spannung der Feder beim Entlangführen der Nocken in der Nut überall konstant bleibtJO have auxiliary curves. Also, there must be no twist between the two cams 3 and 4 exist; Rather, these can counteract the force along their connecting line a spring displaceable z. B. in a corresponding Be inserted groove. The auxiliary curve of this groove must then be designed so that the distance between the two Cams and thus again the tension of the spring when the cams are guided along the groove constant everywhere remain
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (4)
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